摘要：本文主要介紹了萊鋼25MW發(fā)電機(jī)項(xiàng)目除鹽水生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝和控制系統(tǒng)的功能，S7-400硬件、軟件的組態(tài)設(shè)計(jì)原理，及如何充分應(yīng)用S7-400可編程控制器的功能塊實(shí)現(xiàn)的各種控制技術(shù)方案。

　　關(guān)鍵詞：除鹽水工藝；S7-400；Profibus-DP ；自動(dòng)控制；變頻調(diào)速



　　Abstract： The article mianly introduce the production craft of the 25MW production electrical machinery project desalinization water product line of Laigang and control system fuction, the S7-400 hardware and software configuration principle of design ,and how applied the S7-400 programmable controller fully the function block realization each kind of control technology plan.

　　Keywords:desalinization water craft;S7-400 ; Profibus-DP; automatic control; variable frequency regulating speed



　　1 引言

　　除鹽水站作為萊鋼銀山型鋼公司25MW發(fā)電工程的主要設(shè)施，擔(dān)負(fù)著供應(yīng)三臺(tái)130t鍋爐和四臺(tái)150t除氧器用水的重要任務(wù)。從現(xiàn)場除鹽水生產(chǎn)來看，自動(dòng)化監(jiān)控程度低，絕大部分的水泵是人工操作控制，在新的改造項(xiàng)目中需要在原先生產(chǎn)工藝上增加多介質(zhì)、活性炭過濾器以及陰陽離子置換器等高新技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備，所以更加需要對(duì)整個(gè)除鹽水站進(jìn)行自動(dòng)化控制的改造，從而可以節(jié)約能源，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高生產(chǎn)水平。

　　2除鹽水生產(chǎn)工藝簡介

　　除鹽水改造后的生產(chǎn)線主要設(shè)備有6個(gè)多介質(zhì)和6個(gè)活性炭過濾器，超濾裝置，反滲透裝置，脫碳風(fēng)機(jī)，陰離子和陽離子交換器，以及生水泵3臺(tái)（1臺(tái)變頻），高壓泵6臺(tái)，4臺(tái)除鹽水泵（1臺(tái)變頻），反滲透出水泵3臺(tái)（1臺(tái)變頻）等。生產(chǎn)工藝圖見圖1：

 

　　3 系統(tǒng)組成及軟件設(shè)計(jì)

　　根據(jù)工藝的要求，萊鋼銀山型鋼公司25MW發(fā)電工程除鹽水站PLC控制系統(tǒng)采用一套西門子的SIMATIC的S7-4007-400掛ET200結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主站、三個(gè)從站和兩個(gè)PC站（上位機(jī)）組成。用S7-400系列模塊做主站，S7-300系列模塊作從站，主站通過PROFIBUS總線電纜和接口模塊與從站通訊，這樣的構(gòu)架既保證了PLC系統(tǒng)的先進(jìn)性又為用戶節(jié)省了成本。主站是由一個(gè)支持冗余的底板和S7-400系列電源模塊、CPU模塊、CP模塊組成，模塊支持熱插拔。從站是ET200M分布式系統(tǒng)，是在工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常使用的PROFIBUS DP現(xiàn)場總線上的從站，用于連接工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種現(xiàn)場裝置。


　　3.1 硬件配置

　　本系統(tǒng)是建立在S7-400控制器、DELL 的Pentium工控機(jī)平臺(tái)之上的分布式系統(tǒng)。S7-400是模塊化PLC系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)通訊，每個(gè)控制器可以控制64個(gè)回路，******的可處理131072個(gè)I/O點(diǎn)，其中模擬量I/O點(diǎn)數(shù)為168個(gè)，邏輯掃描率為1.25MB/S。S7-400與上位機(jī)采用工業(yè)以太網(wǎng)，通訊速率為100Mbps。系統(tǒng)主要硬件配置和I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)見表1和表2，系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)見圖2：

 

　　除鹽水生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)由兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)組成，一級(jí)是過程控制級(jí)，二級(jí)是基礎(chǔ)控制級(jí)。

　　第一級(jí)——過程控制。以S7-400PLC系統(tǒng)作為主要控制核心,由兩臺(tái)上位機(jī)、PLC控制單元加以太網(wǎng)卡等組成工業(yè)以太網(wǎng)，監(jiān)控站利用組態(tài)軟件WinCC實(shí)現(xiàn)對(duì)工作現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督控制，中央處理器采用CPU416，I/O系統(tǒng)采用ET200M，通過ET200分布I/O通訊對(duì)流量、液位、pH值、出口壓力等參數(shù)進(jìn)行采集，上位機(jī)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)送到服務(wù)器的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行保存和數(shù)據(jù)處理。過程控制級(jí)通過工業(yè)以太網(wǎng)將上位機(jī)系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)測與控制點(diǎn)緊密的結(jié)合為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)在線遠(yuǎn)程診斷功能。

　　第二級(jí)——基礎(chǔ)自動(dòng)化。PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)集成的最底層，主要是連接現(xiàn)場設(shè)備。主站S7-400 PLC通過PROFIBUS-DP網(wǎng)與從站通信，一方面主站將控制數(shù)據(jù)電機(jī)速度設(shè)定、溫度、壓力設(shè)定、接觸器吸合及斷開等發(fā)送到傳動(dòng)裝置；另一方面?zhèn)鲃?dòng)裝置的電機(jī)轉(zhuǎn)速、傳感器流量、溫度、壓力、接觸器觸點(diǎn)的通斷等數(shù)據(jù)通過通信傳送到主站PLC指定的寄存器地址。Profibus-DP主要用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳送，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制功能，是一種高速低成本